Teknologi Energi Angin & Air (Komponen-Komponen PLTB) Oleh: ASROFUL ANAM, ST., MT. Jurusan Teknik Mesin S-1 Institut Teknologi Nasional Malang

Komponen –komponen PLTB Komponen PLTB dibagi menjadi 2 yaitu: Komponen-komponen mekanik Komponen-komponen Elektrik

Komponen –komponen mekanik PLTB Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Bilah kipas Kebanyakan kincir  angin mempunyai 3 atau 6 bilah kipas ( blades ) Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN Bilah kipas (blades) berfungsi untuk menangkap angin dan merubahnya menjadi putaran  yang akan diteruskan ke generator

Rotor Sudut bilah kipas Rotor turbin angin terdiri dari bilah kipas dan penghubung poros Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN Sudut bilah kipas Sudut bilah kipas (pitch) adalah sudut pengaturan pada bilah-bilah kipas yang diperlukan untuk mengatur kecepatan putar rotor

Brake system Rem cakram  merupakan rem yang cakramnya dijepit secara mekanis, listrik atau hidrolik untuk mengurangi kecepatan atau menghentikan rotor. Rem  digunakan untuk menjaga putaran agar putaran tidak terlalu besar pada saat terdapat angin yang besar.  Putaran yang terlalu besar dapat menyebabkan kerusakan pada generator seperti rotor breakdown, penghantar putus karena arus yang besar yang menimbulkan panas berlebih Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Poros putaran rendah / low speed shaft Poros putaran rendah adalah poros yang menghubungkan rotor dengan gearbox Gear box Gear box merupakan komponen untuk  pengaturan  kecepatan putar turbin angin, semisal menaikkan dari 30-60 rpm menjadi 1000-1800 rpm untuk memutar generator listrik. Gear box PLTB biasanya menggunakan gear box jenis planetary, yang mempunyai roda gigi besar dikelilingi roda-roda gigi kecil. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Pengontrol putaran Pengontrol  putaran adalah alat untuk mengontrol putaran poros turbin yang dihubungkan dengan rem cakram secara mekanis, listrik atau hidrolik. Pengontrol ini akan meneruskan putaran yang disebabkan kecepatan angin sekitar 12-25 km/jam, dan menghentikan total poros bila kecepatan angin mencapai  90 km/jam karena kecepatan angin di atas 90 km/jam dapat merusak turbin. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin. Sinyal elektronik yang merepresentasikan kecepatan angin dari anemometer diteruskan ke electronic controller yang kemudian mengatur rem dan mengatur sudut bilah-bilah kipas. Kincir angin akan mulai berputar pada kecepatan angin 5 m/s dan akan dihentikan secara otomatis pada kecepatan angin 25 m/s. Ini dilakukan untuk melindungi turbin dan lingkungan sekitar. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Tebeng angin / wind vane Tebeng Angin (wind vane) berfungsi untuk mengikuti arah angin. Bila turbin angin ringan dan kecil, tebeng angin cukup untuk mengarahkan turbin angin sesuai arah angin. Bila turbin angin berat dan besar perlu penggerak arah (yaw drive) yang memutar turbin angin sesuai arah angin. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Rumah mesin / nacelle Rumah mesin (nacelle) merupakan badan pembungkus untuk melindungi komponen-komponen PLTB seperti  gearbox dan generator listrik. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Poros putaran tinggi / high speed shaft Poros Putaran Tinggi ( High Speed Shaft ) adalah poros yang memutar generator dengan kecepatan sekitar 1500 rpm untuk kemudian membangkitkan listrik. Komponen ini diperlengkapi dengan rem cakram mekanis (mechanical disk brake) yang digunakan untuk mengatasi kegagalan pengereman aerodinamis atau pada saat turbin sedang diperbaiki. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Yaw drive Penggerak arah ( yaw drive ) memutar turbin ke arah angin untuk desain turbin yang menghadap angin. Untuk desain turbin yang mendapat hembusan angin dari belakang tak memerlukan alat ini. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Motor penggerak arah Menara Motor penggerak arah (Yaw Motor) merupakan motor listrik yang berfungsi untuk menggerakkan penggerak arah Menara Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN Menara/tower berfungsi menyangga turbin angin, biasanya mencapai 40 – 60 meter

Komponen –komponen elektrik PLTB Komponen elektrik PLTB merupakan bagian-bagian PLTB yang berfungsi untuk menghasilkan listrik. Komponen elektrik PLTB terdiri dari: Generator Rectifier Baterai dan Inverter. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Generator Generator adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Rectifier Arus listrik yang dihasilkan generator turbin angin berupa arus bolak-balik. Agar daya dapat disimpan dalam baterai maka arus bolak-balik ini harus disearahkan menggunakan rectifier. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Baterai Baterai merupakan komponen yang dibutuhkan untuk memaksimalkan fungsi kerja PLTB. Arus listrik dari generator arus searah masuk ke baterai untuk disimpan, jika arus listrik yang dihasilkan generator terlalu kecil, maka semua arus listrik yang keluar dari generator akan disimpan di baterai dan jika arus listriknya terlalu besar, maka arus listrik akan disalurkan menuju jala-jala listrik setelah sebagian disimpan pada baterai. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Syarat baterai Dalam pemilihan baterai harus dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut. Mampu menyimpan daya dalam jumlah besar Tahan lama (reliable) Output tegangan dari baterai harus bebas dari fluktuasi atau noise Dapat menyalurkan daya yang disimpan baik dalam jumlah yang kecil maupun besar tanpa mengalami kerusakan. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Inverter Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah arus listrik searah menjadi arus listrik bolak balik. Kebanyakan beban listrik didesain untuk suplai beban arus listrik bolak-balik, sehingga daya keluaran dari PLTB harus diubah dahulu menjadi listrik arus bolak-balik oleh inverter ini. Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN

Terima ksih Perhitungan / perkiraan daya terpasang di lokasi dengan mempertimbangkan : Potensi energy angin Luasan area yang memungkinkan untuk dipasan turbin angin, di mana di area tersebut populasi manusia ( rumah ) penduduk sangat kecil ; bukan hutan lindung / konservasi ; area terbuka ; Dekat dengan existing jaringan PLN